工业厂房混凝土排架结构设计相关要点

简述混凝土柱梯形钢屋架单层厂房设计要点

摘要：本文以武汉市蔡甸区某钢筋混凝土柱梯形钢屋架预应力混凝土屋面板单层工业厂房设计为例，简要介绍了钢筋混凝土柱梯形钢屋架预应力混凝土屋面板单层工业厂房的受力特点、荷载取值、计算要点及有关构件选型。

关键词：钢筋混凝土柱梯形钢屋架 荷载取值 构件选型

排架结构是单层工业厂房常用的结构形式之一，排架柱顶与屋架或屋面梁铰接、柱底与基础刚接；排架结构具有受力明确，构造简单，构件标准化等特点。目前常用钢柱与钢屋架或钢桁架结构形式，采用钢筋混凝土柱梯形钢屋架预应力混凝土屋面板的结构形式越来越少，与全钢结构厂房相比，施工较为复杂，工期较长，主要用在一些特殊类厂房，如铸造厂房。本文以武汉市蔡甸区某钢筋混凝土柱梯形钢屋架预应力混凝土屋面板单层工业厂房设计为例，简要介绍了该类结构部分构件荷载取值、计算与选型。

一、工程概况：

本工程为两跨（21.0m+21.0m）钢筋混凝土柱梯形钢屋架预应力混凝土屋面板单层工业厂房，结构平面布置图如图1所示，结构立面图如图2所示，用于铸造厂房，产品如汽车发动机零部件、汽车底盘悬挂件等，厂房内有局部较高的温度，有一定的腐蚀气体和液体。柱网轴线在纵向的距离为6.0m，排架柱顶标高为12.395m，屋檐高度为14.63m。A～E轴线之间跨为1台5T（A5工作制度）和1台5T（A6工作制度）QD型桥式起重机，E～J轴线之间跨为1台5T（A5工作制度）QD型桥式起重机和1台5T（A7工作制度）QDY型冶金起重机，轨顶标高均为10.4m。屋面要考虑积灰荷载，积灰量不大且定期清理，其荷载按0.3 KN /m2能满足工艺要求；沿屋脊方向设置有通风天窗，通风天窗按图集05J621-3中的5型通风天窗（启闭式）中的TC5B-3060n采用，重量为245kg/m。屋面采用预应力混凝土屋面板，外墙采用250mm厚蒸压加气混凝土砌块。

单层工业厂房钢筋混凝土排架结构

设计书

1 单厂钢筋混凝土结构设计计算

一、设计任务及资料

本工程为一工业厂房，根据工艺要求，该车间为单跨，跨度为24米，柱距6米，长60米，跨内有20吨中级工作制吊车（A4）一台，轨顶标高不低于8.7米，建筑平面图、剖面图如图1，已知该厂房所在地区基本风压为0.6 KN/m2 ,地面粗糙度B类，，基本雪压0.6KN/m2，该地区工程地质良好，地面下1.5米左右为中密粗砂层，地基承载力特征值为200 KN/m2，常年地下水位为-5米以下。抗震设防烈度为6度，不要求进行抗震计算，按构造设防。

，

厂房平面图、剖面图

二、确定做法

和相应荷载的标准值 1.屋面用二毡三油防水层加小豆石（0.35 KN/m2），下为20厚水泥砂浆找平（20

KN/m2），80厚加气混凝土保温层（0.65 KN/m2），1.5 6 m预应力混凝土大型屋面板（1.5 KN/m2）,屋盖支撑（0.07 KN/m2），算得屋面荷载为2.97 KN/m2。

2.21m 跨折线型预应力混凝土屋架，每榀重力荷载为109.0KN。

2 3. A4工作制下20/5t 吊车，最大轮压PMAX= 215 KN，最小轮压PMIN=45 KN/，轮距4400mm , 卷扬机小车重75 KN。

4.用6m跨等截面钢筋混凝土吊车梁（1200mm），每根梁重力荷载为41.50 KN，吊车轨道连接重力荷载为0.81KN/m。

5.围护墙用240厚砖砌墙，钢门窗（0.45 KN/m2），围护墙直接支承于基础梁。基础梁高450mm。

6.取室内外高差围150mm,得基础顶面标高为-0.7m。

三、选柱 根据建筑剖面，考虑基础顶面为-0.7m，确定A、B两柱截面尺寸。

上柱：bh=400400

下柱：bhhf=400800150

排架柱参数： H=12.100m, Hu =3.90m, Hl=8.20m

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排架结构工业厂房的屋架设计

作者：董伊婧

来源：《名城绘》2018年第04期

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摘要：随着现代经济的高速发展，电子产业更新换代的速度也在加快，电子生产厂商对电子厂房的设计建设周期要求越来越短，而建设周期最短的门式刚架类的厂房形式由于防火要求的提高以及隔墙外包的限制，越来越不被业主接受。另一种混凝土柱，大跨度轻钢屋盖的排架结构厂房赢得了众多业主的青睐。排架结构是一种由屋架（或屋面梁）与混凝土柱铰接，混凝土柱与基础刚接的结构形式。排架结构的工业厂房在建设成本中占比最重的当属钢结构屋架，而屋架的结构形式主要有两种：实腹钢梁和桁架式屋架.本文将两种屋架的设计要点做了总结，并以实际工程为例进行了经济性比较，为以后的同种类型厂房设计做参考.

关键字：排架结构；工业厂房；大跨度；实腹钢梁；桁架

一、实腹钢梁式屋架设计要点

1.建模时的计算假定：电子工业厂房的横向宽度通常都超过150米，柱距在30米左右，排架结构的实腹钢梁与混凝土柱顶铰接，如果简单的按照两端简支的钢梁计算，会大大增加用钢量，所以应当简支的连续钢梁按照弯矩包络图做变截面设计。钢梁的平面内计算长度取一个坡面斜梁的长度；平面外计算长度，按照2015版的门刚规范，不能简单地取隅撑的间距，由于屋面檩条为冷弯薄壁型钢，与隅撑的结合很难对大钢梁构成平面外的约束，故应取水平支撑的间距，亦即系杆的间距。 龙源期刊网

2.钢梁高厚比、宽厚比限值：规范中对排架结构的钢梁高厚比与宽厚比没有专门的规定，一般设计中偏于保守地选择钢结构规范的限值，结合抗规中9.2.14条轻钢屋盖单层厂房“低延性，高弹性承载力”性能化的抗震思路来确定板件的宽厚比限值。当抗震设防烈度在7度及7度以下时，一般是由风荷载的组合控制钢梁的设计，构件的强度和稳定承载力满足高承载力2倍多遇地震作用下的要求，可采用现行钢结构规范弹性设计阶段的板件宽厚比限值；当抗震设防烈度在8度时，构件的强度和稳定承载力满足中等承载力即1.5倍多遇地震作用下的要求，可按抗规9.2.14条条文说明中表6的B类限值采用；抗震设防烈度在9度时，则按表6的A类限值采用。故不同的地震烈度会大大影响钢梁的高厚比、宽厚比限值，从而影响截面的大小和用钢量的多少。

(1)单层厂房设计中,内力组合应该注意哪些问题

单层厂房设计中,内力组合应该注意:

(1)永久荷载在任何一种内力组合下都存在。

(2)吊车竖向荷载D

m a x

可分别作用在一跨的左柱或右柱,对于这两种情况,每次只能选择一种情况参加内力组合。(3)在考虑吊车横向水平荷载时,该跨必然作用有吊车竖向荷载,但在考虑吊车竖向荷载时,该跨不一定作用有吊车横向水平荷载。(4)风荷载的作用方向有向左和向右两种,只能考虑其中一种参与组合

(2)单层厂房的钢筋混凝土柱(带牛腿)有哪些构造要求?

单层厂房的钢筋混凝土柱(带牛腿)构造要求有:(1)纵向受力钢筋直径不宜小于12mm,通常在12~32mm范围内选用。(2)深入牛腿纵向受力筋的下弯位置,不应与上下柱的纵向受力筋相重合。同时为了避免牛腿钢筋过密,牛腿的纵向受力筋与弯筋宜放置在上下两排。(3)柱内箍筋应为封闭式,箍筋间距不应大于400mm,且不应大于构件截面的短边尺寸。(4)当柱截面高度h≧600mm,在侧面应设置纵向构造钢筋,并相应设置附加箍筋,纵向构造筋间距不应大于500mm.(5)柱与外纵墙用预留拉筋连接,预留拉筋沿柱高每500mm 设置一根。

(3)混合砂浆、水泥砂浆各自的优缺点是什么?

混合砂浆:和易性好,强度高

水泥砂浆:防水性好

(2)楼板中分布钢筋的作用是什么?(回答两点就可)

答:①浇筑混凝土时固定受力钢筋的位置。②承受混凝土收缩和温度变化所产生的内力。③承受并分布板上局部荷载产生的内力。④对四边支承的板,可承受在计算中未考虑但实际存在的长跨方向的弯距。 4分

(3)单层厂房设计中,荷载组合方法有哪几种?(回答两点就可)

答:①由可变荷载效应控制的组合:a、恒荷载+任一种活荷载

b、恒荷载+0.9(任意两种或两种以上的活荷载)②由永久荷载效应控制的组合以上回答两点即可(4分)

(4)砌体结构设计中,构造柱通常布置在哪些部位?